Sisteme de calcul

Calculatorul este o masina care prelucreaza informatiile automat. Pentru aceasta trebuie sa i se furnizeze datele pe care trebuie sa le prelucreze (datele de intrare) si o lista de instructiuni (programul), care sa ii indice cum sa prelucreze aceste date. Daca pentru a ajunge la un rezultat trebuie sa execute mai multe operatii, el le va efectua pe rand. Operatiile si ordinea acestora ii sunt specificate calculatorului prin intermediul programului. Calculatorul va furniza utilizatorului rezultatele obtinute in urma prelucrarii (date de iesire). In timpul prelucrarii pot sa apara si date intermediare.

Pentru a putea realiza aceste operatii, calculatorul este alcatuit din doua componente:

Echipamentele fizice (partea materiala) - HARDWARE

Programele si datele (partea logica) - SOFTWARE

A .HARDWARE-UL. reprezinta echipamentele fizice din care este alcatuit un sistem de calcul, in care circuitele electronice prelucreaza automat informatiile si asigura comunicarea intre utilizator si sistem.

Von Newmann a stabilit ca hardware-ul trebuie sa asigure urmatoarele functii:

1. functia de memorare;

2. functia de comanda si control;

3. functia de prelucrare;

4. functia de intrare-iesire.

1. Functia de memorare asigura memorarea datelor si a programelor si are ca suport memoria interna si memoria externa. In memoria interna sunt stocate programele si datele care sunt in lucru la un moment dat. In memoria externa sunt stocate toate programele si datele de care poate avea nevoie, in diferite situatii, sistemul de calcul.

2. Functia de comanda si control asigura:

extragerea instructiunilor din memoria interna;

analiza instructiunilor;

comanda de executare a unei operatii;

extragerea datelor de intrare din memoria interna;

aranjarea datelor de iesire in memoria interna.

Functia este realizata de Unitatea de Comanda si Control.

3. Functia de prelucrare asigura efectuarea operatiilor aritmetice (adunare, scadere, inmultire si impartire) si logice (AND, IF, NOT). Functia este realizata de Unitatea Aritmetica Logica.

4. Functia de intrare-iesire asigura introducerea datelor si a programelor in memoria interna si furnizarea rezultatelor.

Exemplu: Calculul valorii expresiei e = (a+b) o c

Rezulta ca un calculator este format din mai multe blocuri functionale.

ARHITECTURA unui calculator defineste un set de reguli prin care subansamblele hardware sunt conectate fizic, fara sa se tina cont de amplasarea lor. Subansamblele sunt definite dupa functia asigurata:

unitatea de comanda si control;

unitatea aritmetica-logica;

unitatea de memorie interna;

unitatea de memorie externa;

unitatile de intrare-iesire.

1. UNITATEA CENTRALA DE PRELUCRARE (Central Processing Unit - CPU) sau PROCESORUL, este creierul calculatorului care coordoneaza si controleaza intreaga lui activitate.

Procesorul interpreteaza programele, identifica instructiunile din program, decodifica o instructiune, recunoaste codurile operatiilor, activeaza circuitele electronice corespunzatore si executa operatii aritmetice si logice.

Astazi, UCP-ul se bazeaza pe un singur circuit integrat, numit microprocesor.

Circuitul integrat este o capsula in interiorul careia se gasesc sute de mii de circuite electronice. Acesta se mai numeste si cip (chip) si se monteaza pe placa calculatorului.

Microprocesorul este format din circuite electronice cu ajutorul carora el poate interpreta si executa instructiunile. Instructiunile reprezinta codificarea comenzilor de operatii pe care trebuie sa le execute calculatorul. Deoarece calculatorul este o masina cu doua stari, aceste instructiuni vor fi siruri de cifre binare, iar codul folosit se numeste cod masina. Setul de instructiuni pe care microprocesorul il intelege si il executa se numeste limbaj masina.

Pentru executarea operatiilor, unitatea aritmetica-logica dispune de o memorie proprie, de dimensiuni reduse, organizata sub forma de registre. Atunci